[實(shí)用新型]一種雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620740508.X
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN206183601U
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊鵬文;劉小平;熊根良;張華;胡凌燕;李春泉;董彥彥;姜昌東
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02;B25J11/00
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于康復(fù)醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是一種雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置，特別適用于腦中風(fēng)引起的偏癱病人的手部康復(fù)訓(xùn)練。

背景技術(shù)

腦卒中是一種急性腦血管疾病。隨著我國逐漸進(jìn)入老齡化社會(huì)，腦卒中的發(fā)病率逐年上升。偏癱是腦卒中的常見后遺癥，患者癥狀主要表現(xiàn)為一側(cè)上下肢、面部和舌肌下部的運(yùn)動(dòng)障礙。

偏癱病人的上肢恢復(fù)多從肩部開始，至上臂、前臂，最后是手部。截至目前上肢康復(fù)裝置中的研究大多是面向上臂和前臂的，手部作為恢復(fù)的最后階段，直接影響患者康復(fù)的效果。現(xiàn)有的手部康復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以五指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主，而現(xiàn)實(shí)生活中，拇指、食指和中指這三指運(yùn)動(dòng)時(shí)往往連帶其他兩個(gè)手指運(yùn)動(dòng)，且依靠這三指幾乎能夠完成一只手的絕大部分日常動(dòng)作。另外，手指康復(fù)存在運(yùn)動(dòng)精度高以及因人而異的運(yùn)動(dòng)模糊性問題，因而僅僅依靠單端的手指康復(fù)裝置難以柔順控制手指康復(fù)裝置對手指進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，康復(fù)效果也受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對上述問題，提出一種雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置，采用三指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過患者自身正常一側(cè)手指活動(dòng)來引導(dǎo)病變側(cè)手指活動(dòng)，逐步達(dá)到康復(fù)的目的。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置，其特征在于：雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置由正常手的三指結(jié)構(gòu)、恢復(fù)手的三指結(jié)構(gòu)和微控制系統(tǒng)組成。

所述的雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置包括運(yùn)動(dòng)感知單元、訓(xùn)練學(xué)習(xí)單元和動(dòng)作執(zhí)行與監(jiān)測單元；所述的運(yùn)動(dòng)感知單元分別分布在正常手和恢復(fù)手，其輸出端均與訓(xùn)練學(xué)習(xí)單元輸入端連接；所述的動(dòng)作執(zhí)行與監(jiān)測單元的輸入端與恢復(fù)手的運(yùn)動(dòng)感知單元輸出端連接，通過正常手的動(dòng)作習(xí)慣牽引患者手指進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

所述的運(yùn)動(dòng)感知單元包括EMG傳感器Ⅰ、三維角度傳感器Ⅰ、三維角度傳感器Ⅱ、手掌部分、手指MCP關(guān)節(jié)、手指PIP關(guān)節(jié)、手指DIP關(guān)節(jié)、手指MCP關(guān)節(jié)的固定槽、手指PIP關(guān)節(jié)的固定槽、手指DIP關(guān)節(jié)的固定槽；

所述的訓(xùn)練學(xué)習(xí)單元包括微控制系統(tǒng)的硬件組成部分和機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)的軟件部分，其中微控制系統(tǒng)的硬件組成部分包括微控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

所述的動(dòng)作執(zhí)行與監(jiān)測單元包括EMG傳感器Ⅱ、三維角度傳感器Ⅲ、三維角度傳感器Ⅳ、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、手掌部分、手指MCP關(guān)節(jié)、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、手指PIP關(guān)節(jié)、手指DIP關(guān)節(jié)；

所述的雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置的電機(jī)Ⅰ、電機(jī)Ⅱ和電機(jī)Ⅲ分別安裝在手掌部分；電機(jī)Ⅳ和電機(jī)Ⅴ分別安裝在手指PIP關(guān)節(jié)；所述的手指MCP關(guān)節(jié)通過連接鉸鏈固定在手掌部位；所述的手指PIP關(guān)節(jié)通過鉸鏈與手指的MCP關(guān)節(jié)的可調(diào)節(jié)滑槽相連接；所述的手指DIP關(guān)節(jié)通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與手指PIP關(guān)節(jié)相連接；轉(zhuǎn)動(dòng)輪C、轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅰ和轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅱ分別通過螺紋連接分別固定在電機(jī)Ⅰ、電機(jī)Ⅱ和電機(jī)Ⅲ上；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅲ、轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅶ和轉(zhuǎn)動(dòng)輪B通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定在手掌部位；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅳ和轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅴ通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定在拇指MCP關(guān)節(jié)處；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅵ通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與拇指的DIP關(guān)節(jié)相連接；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅷ通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與食指的MCP關(guān)節(jié)相連；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅸ和齒輪Ⅱ通過螺紋連接固定在電機(jī)Ⅳ；齒輪Ⅰ與齒輪Ⅱ相互嚙合固定食指PIP關(guān)節(jié)；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅹ通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與食指的DIP關(guān)節(jié)相連接；轉(zhuǎn)動(dòng)輪A通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸無名指的MCP關(guān)節(jié)相連；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅺ和齒輪Ⅳ通過螺紋連接固定在電機(jī)Ⅴ；齒輪Ⅲ與齒輪Ⅳ相互嚙合固定無名指的PIP關(guān)節(jié)；轉(zhuǎn)動(dòng)輪Ⅻ通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與無名指的DIP關(guān)節(jié)相連接；

所述的EMG傳感器置于手臂來采集肌電信號(hào)；所述的三維角度傳感器Ⅰ和三維角度傳感器Ⅱ分別置于各手指MCP關(guān)節(jié)和各手指PIP關(guān)節(jié)來采集角度信息，三維角度傳感器Ⅲ和三維角度傳感器Ⅳ分別置于各手指MCP關(guān)節(jié)和各手指PIP關(guān)節(jié)來采集角度信息。

所述的手指MCP關(guān)節(jié)、手指PIP關(guān)節(jié)和手指DIP關(guān)節(jié)上分別設(shè)有MCP關(guān)節(jié)的固定槽、PIP關(guān)節(jié)的固定槽和DIP關(guān)節(jié)的固定槽；固定槽將患者手指和雙手跟蹤式手指康復(fù)裝置進(jìn)行連接。

其使用方法包括以下步驟：

a)系統(tǒng)感知患者正常手的動(dòng)作：

患者正常手做出基本動(dòng)作，EMG傳感器Ⅰ、三維角度傳感器Ⅰ和三維角度傳感器Ⅱ?qū)?dòng)作結(jié)果進(jìn)行測量、輸出；

b)樣本的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)：

微控制系統(tǒng)通過EMG傳感器Ⅰ、三維角度傳感器Ⅰ和三維角度傳感器Ⅱ輸出的信號(hào)進(jìn)行分析、訓(xùn)練與學(xué)習(xí)；

c)對恢復(fù)手的檢測與識(shí)別：

EMG傳感器Ⅱ?qū)颊呋謴?fù)手產(chǎn)生的肌電信號(hào)進(jìn)行測量與輸出，微控制系統(tǒng)通過之前的學(xué)習(xí)結(jié)果判斷患者的動(dòng)作意圖；

d)恢復(fù)手端的運(yùn)動(dòng)：

微控制系統(tǒng)根據(jù)判斷結(jié)果做出回應(yīng)，控制恢復(fù)手端進(jìn)行對稱運(yùn)動(dòng)；